本發明涉及鋼橋面板鋪裝領域，尤其是涉及一種UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結構及其制作方法。

背景技術：

目前國內傳統的正交異性鋼橋面鋪裝形式主要分為瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)鋪裝層、澆注式瀝青混合料(GA)鋪裝層及環氧瀝青混合料(EA)鋪裝層，這三類鋪裝直接鋪筑于正交異性鋼板上時，鋼板在車輛荷載作用下，內部變形情況復雜，縱向U型肋及橫向橫隔板極易造成鋼箱梁和鋪裝層內的應力集中，產生開裂、擁包、推移、坑槽等鋪裝層損壞，即使對鋪裝進行修復，往往效果也并不理想，甚至短時間內又發生破壞，不僅影響橋梁鋪裝層美觀，而且嚴重危害行車安全。

中國專利CN 103835233 B公開了一種正交異性鋼橋面鋪裝結構及其施工方法，包括自下而上依次設置的鋼橋面板、橡膠層、鋁合金面層，橡膠層設置在鋼橋面板與鋁合金面層之間，鋼橋面板的上表面等間距焊接有抗剪焊釘，鋼橋面板的上表面涂覆有環氧樹脂黏結層，與橡膠層連接，鋁合金面層下表面設置抗剪焊釘，橡膠層上表面涂覆環氧樹脂黏結層，與鋁合金面層連接，鋁合金上面層刻槽作抗滑。但該專利使用鋁合金作為面層，價格較貴，同時，橡膠層承受剪力釘反復剪力荷載，容易老化產生不可恢復的變形，影響承載能力。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了解決上述問題而提供一種UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結構及其制作方法，克服了傳統瀝青鋪裝的病害問題，并且無需蒸汽養護，施工條件簡單易行。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結構，包括底部的鋼橋面板、鋼橋面板上的剪力釘和鋼筋網，還包括UHPC澆筑的UHPC鋪裝層，所述的UHPC鋪裝層將剪力釘以及鋼筋網包覆，與鋼橋面板形成組合橋面板結構。

進一步地，所述的UHPC鋪裝層的澆筑厚度為5-8cm，既不宜過薄，保證了剪力釘有效保護厚度，同時不宜過厚，減小了自重荷載。

進一步地，所述的UHPC摻加鋼纖維，所述的鋼纖維采用鍍銅高強度鋼纖維，鋼纖維摻量為UHPC總量的0.5-0.9wt％，鋼纖維與UHPC協同受力，有效增加了UHPC的抗開裂能力。

進一步地，所述的UHPC鋪裝層的表面設有作為磨耗層的多道刻痕或者鋪設瀝青混凝土所述的刻痕相互平行，刻痕之間的距離為20-22mm，刻痕深為5-7mm，寬為5-7mm，可有效作為抗滑層，保證了行車安全性。

進一步地，所述的鋼橋面板為具有縱、橫加勁肋的鋼板，鋼橋面板表面打砂除銹，清潔度達到Sa2.5級，粗糙度達到Rz40-80μm，鋼橋面板上噴涂防銹漆，防止鋼板生銹影響鋼板與UHPC之間的粘結性，防銹漆優選環氧樹脂漆或丙烯酸聚氨酯漆，不宜選用環氧富鋅漆及無機富鋅漆等含鋅防銹漆，以免鋅氧化成氧化鋅顆粒，降低鋼橋面板與UHPC間粘結強度。

進一步地，所述剪力釘焊接在鋼橋面板上，所述的剪力釘規格為Φ16×45mm，按橫、縱陣列排布，間距為300-500mm，剪力釘的布置有效增加了UHPC與鋼橋面板的連接，可顯著增加UHPC層的抵抗橫向荷載能力。剪力釘焊接前先進行放線定位，焊接時按要求控制好焊接時間，達到鋼結構焊接質量的標準，保證焊接面飽滿、焊透和牢靠連接，避免焊接面不全、熔透等情況，焊接后用錘子或其他重物橫向敲擊剪力釘，剪力釘不出現脫落、歪斜等現象，如不滿足上述要求應重新焊接。

進一步地，所述的鋼筋網是將鋼筋縱、橫向垂直等距離布置得到，鋼筋選用HRB335級鋼筋，直徑為12mm，間距為30-50mm，縱向鋼筋在下，橫向鋼筋在上，鋼筋與UHPC協同受力，增加了結構抗拉強度。綁扎鋼筋前先在鋼橋面板上布置鋼筋墊條，然后將縱向鋼筋按設計位置放在鋼筋墊條上，再以設計的間距將橫向鋼筋放置在縱向鋼筋上，最后用細鋼絲將縱橫鋼筋在相交處綁扎，施工時如遇鋼筋位置與剪力釘布置有沖突，可適當調整鋼筋的橫向位置，特別注意鋼筋縱向接頭處的鋼筋布置應平順，以免UHPC在此處產生應力集中。

所述的UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結構的制作方法，具體步驟為：將鋼橋面板除銹，焊接剪力釘，噴涂防銹漆，鋪設鋼筋網，支模，然后澆筑UHPC鋪裝層，養護后得到UHPC澆筑正交異性鋼橋面組合結構，根據具體條件選擇直接刻痕作為磨耗層或者上鋪瀝青磨耗層。

所述UHPC以壓模方式進行澆筑，澆筑前在鋼橋面板上的行車道邊緣和道路中心線安裝鋼筋軌道用于控制鋪裝層的標高，所述的鋼筋軌道依次鋪設槽鋼及木模板，槽鋼及木模板的平整度控制在1-5mm，槽鋼與木模板之間采用夾雙面膠固定，分段采用螺栓連接。UHPC材料由于流動性好密實度高，模板接縫必須嚴密，為確保拼縫嚴密，槽鋼與木模板間采用夾雙面膠固定，分段采用螺栓連接。

UHPC材料現場澆筑，注漿前先對鋼筋、模板檢查，合格后澆筑，UHPC澆筑前各種施工設備必須完成調試，按照澆筑配合比進行攪拌澆筑，UHPC材料流動性良好，混凝土按照自下往上、先低后高的順序進行澆筑，在下部混凝土初步硬化后由下向上依次解開螺栓、移動槽鋼及木模板頂模、連接槽鋼及木模板，然后澆筑新一段UHPC。澆筑完后養護無需高溫蒸汽養護，可鋪設雙層塑料薄膜或覆蓋蓄水舊麻袋等進行養護，養護時間只需三天。根據規范要求留置相應數量混凝土檢測試件，UHPC材料澆筑路面平整度、幾何尺寸須達到市政工程路面驗收規范標準。

本發明采用UHPC進行澆筑，不同于傳統高強混凝土和鋼纖維混凝土，UHPC依照多元粒子最緊密堆積優化設計原則，采用多重粒徑范圍的膠凝材料體系進行復合，具備超高強度、超高韌性(具有類金屬變形性能)、超高耐久性能以及優異的施工和易性的新型水泥基結構工程材料，相比普通混凝土，抗拉強度顯著提高且容重較小(28d抗壓強度達到近200MPa，而其容重僅為2600kg/m³)，超高早強(1d抗壓強度達到60MPa以上，2d抗壓強度達到100MPa以上)，且材料只需要普通攪拌工藝，具有自流平性能，養護條件要求較低，無需蒸汽養護和壓力成型，施工工藝簡便，施工質量易控制。

UHPC澆筑采用壓模的支模方式，鋼筋導軌的設置有效控制了標高，上鋪壓模有效保證了大流動性的UHPC的澆筑質量，可適應不同坡度及彎曲段澆筑。本發明克服瀝青鋪裝的病害問題，將UHPC與正交異性鋼橋面板結合，避免產生開裂、擁包、推移、坑槽等鋪裝層損壞。

附圖說明

圖1為本發明鋼橋面板組合結構的示意圖；

圖2為鋼筋網及剪力釘布置示意圖；

圖3為剪力釘的結構示意圖；

圖4為澆筑支模的平面示意圖；

圖5為槽鋼與木模板的支模示意圖；

圖6為槽鋼的截面示意圖；

圖中：1-鋼橋面板；2-UHPC；3-剪力釘；4-鋼筋；5-槽鋼；6-木模板；7-鋼筋軌道。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1

參照圖1-6，實施段長36m、寬9.05m，共325.8m²的面積，實施段鋪裝方案為澆筑8cm UHP2并刻痕作為磨耗層。鋼橋面板1采用手工除銹配合角向磨光機除銹，除銹標準達到Sa2.5。除銹前用刮刀或鏟刀去除疏松油漆和鐵銹層，使用機械鋼絲刷、砂輪或紙制砂輪，對設施表面進行打磨，且應使表面盡可能粗糙，對于設施的邊角部位，采用角磨機、鋼絲刷或平銼刀等工具進行處理，最后用抹布、棉紗或壓縮空氣清理除銹后的設施，保持表面清潔。

剪力釘3規格為Φ16×45mm，間隔400×400mm，施工前先進行放線定位。焊接時使用專用的栓焊設備，栓焊機型號為JSS2500，配備A-88J型焊槍，使用中加強對栓焊設備的維護和保養，施工時嚴格按照栓釘焊接工藝流程施工，保證剪力釘的焊接質量。

縱向和橫向鋼筋4均為HRB335級鋼筋，直徑d＝12mm，間隔40mm×40mm。鋼筋場外制作成型，現場綁扎，綁扎用22號鍍鋅鐵絲，綁扎鋼筋前每隔2m平放一些的鋼筋墊條，保證鋼筋網高度。

UHPC澆筑前在鋼橋面板上行車道邊緣和道路中心線安裝三道鋼筋軌道7用于控制鋪裝層標高，上依次鋪設寬槽鋼5及木模板6，槽鋼寬200mm，木模板寬1000mm，為保證接縫平滑緊密，兩者之間用雙面膠粘結填縫，并用螺栓緊固，模板平整度控制在5mm以內。

UHPC注漿前先對鋼筋4、模板5、6檢查，合格后澆筑，采用兩臺P80泵進行混凝土輸送，采用兩臺混凝土攪拌機進行現場攪拌。實施段共計26m³混凝土，UHPC澆筑前各種施工設備必須完成調試，嚴格按照澆筑配合比進行攪拌澆筑。UHPC流動性良好，混凝土按照自下往上、先低后高的順序進行澆筑，下部混凝土初步硬化后由下向上依次移動頂模，混凝土澆筑不留施工縫一次成型，UHPC在初凝后終凝前使用刻槽機在混凝土表面刻紋，刻紋必須整齊統一美觀。

UHPC澆筑完后鋪設雙層塑料薄膜進行養護，并根據規范要求留置相應數量混凝土檢測試件。經檢測，澆筑鋪裝平整度為2.6mm、構造深度為1.14mm、摩擦系數為84，達到市政工程路面驗收規范標準。